ВОДОРОСТІ

Найбільш перспективним об'єктом для оцінки стану водних екосистем є водорості - первинне і дуже інформативне ланка трофічних ланцюгів. Крім того, на відміну від інших груп ги дробіонтов, водорості зустрічаються всюди, де є вода.

Водорості як індикатори забруднення води органічними речовинами використовуються з початку XX ст. Їм належить провідна роль в індикації зміни якості води в результаті ев- трофірованія (заболочування) водойми. При евтрофікації водного об'єкта і відповідному погіршенні якості води сукцесія видового складу особливо чітко проявляється в співтоваристві фітопланктону (Миколаїв, 1981; Коркін, 1986; Шарапова, 1986). Розроблена спеціальна шкала, що дозволяє за складом водоростей оцінити ступінь органічного забруднення.

На жаль, поки немає достатніх даних для індикації інших видів забруднення (нафта, багато отрутохімікати, миючі засоби та ін.). Тому ми розглянемо индикационное значення водоростей на прикладі їх реакції на органічне забруднення (господарсько-побутових стоки, стоки тваринницьких комплексів, м'ясо-молочної промисловості і т.п.).

Хорошим індикатором небезпечного забруднення води органічними сполуками є бурхливий розвиток синьо-зелених водоростей, прибережне обростання, що розташовуються на поверхневих предметах у кромки води. У чистих водоймах ці обростання яскраво зеленого кольору або мають бурий відтінок. Для забруднених водойм характерні білі пухкі освіти. При надлишку у воді органічних речовин і підвищення загальної мінералізації обростання набувають синьо-зелений колір, так як складаються в основному з синьо-зелених водоростей.

При зміні змісту органічних речовин у воді змінюється видовий склад водоростей і, як правило, їх велика кількість. Ті види, які виразно реагують на зміни умов середовища, є видами-індикаторами. У континентальних водоймах Росії живуть близько 10 тисяч видів мікроскопічних водоростей. Індикаторними є порівняно невелике число видів, близько 1000, але вони найпоширеніші і масові (рис. 12-15). Практично немає біотопів, де б не зустрічалися водорості. Тому оцінка стану водних екосистем, заснована на альгоіндіка- ції, дозволяє порівнювати водні об'єкти різного типу і розташовані в різних регіонах.

В даний час склалося три системи оцінки якості вод, побудованих на індикаторному значенні таксонів. Найбільш оперативної і дозволяє охопити більшу територію мережею постійно дають інформацію станцій, є система, що застосовується французькими колегами (Лафон, 1988; Лафон і ін., 1988), заснована на визначенні водоростей до великих таксонів. Однак при цьому оцінки ступеня забруднення занадто приблизні. Класичним тест-об'єктом на забруднювачі є одноклітинна зелена водорість хлорела (Chlorella vulgaris Beijer.). Її переваги для експрес-аналізу забруднення агроценозів полягають в короткому життєвому циклі і можливості проводити оцінку за такими показниками, як пігментна сскторірованіс, порушення споруляции клітин і летальність.

Система кольквіція-Марсона отримала пізніше ім'я Пантле- Бука (Pantle, Buck, 1955) і модифікована В. Сладечек (сла дечек, 1967; Макрушин, 1974, 1978; Sladecek, 1973, 1976, 1978, 1986), застосовується широко в країнах східній і центральній

полісапробной водорості

Мал. 12. полісапробной водорості:

1 - політома; 2 - хлорелла; 3 - Евглена зелена. Альфа-мезосапробні: 4 - ентероморфа (кішечніца); 5 - монорафідіум; 6 - стігеоклоніум тонкий. Олігосапробной: 7 - мікростеріас; 8 - космаріум; 9 - сінура

Альфа-мезосапробні водорості

Мал. 13. Альфа-мезосапробні водорості:

1 - осціллаторія коротка; 2 - осціллаторія видатна; 3 - нітцшпія ігловідние; 4 - хламідомонас; 5 - Нітцше плівкова; 6 - ціклотелла ме Негина; 7 - хламідомонас атактогамний; 8 - гоніум пекторальних; 9 - кло- стеріум голчастий

Бета-мезосапробні водорості

Мал. 14. Бета-мезосапробні водорості:

1 - мікроцістіс синювато-зелений; 2 - педіастріум; 3 - мікратініум; 4 - актінеструм; 5а - кладофора (загальний вигляд); 56 - кладофора - одна клітина; 6 - табелларія; 7 - спирогира

Бета-мезо-олігосапробной водорості

Мал. 15. Бета-мезо-олігосапробной водорості:

1 - мелозіра зерниста; 2 - мелозіра італійська; 3 - діатоміт звичайна; 4 - фрагіларія; 5 - сінедра игольчатая; 6 - астеріонелла струнка; 7 - сценедесмус четиреххвостий

Європи, а в Росії метод Сладечека увійшов складовою частиною в систему збору даних моніторингу Госкомгидромета. Метод заснований на понятті сапробности - здатності організмів виживати в забрудненій органікою середовищі. Ступінь же забруднення в місці відбору проби водоростей визначається по набору видів-індикаторів, що мешкають в досліджуваному місці і достатку їх в пробі.

Третій метод розроблений в останні роки японськими колегами під керівництвом Т. Ватанабе (Watanabe et al., 1986,1988). В основі його також аналіз співтовариства видів-індикаторів сапробності, що мають свій індикаторний вага. Однак метод розроблений тільки для діатомових водоростей, хоча і є найбільш поширеною групою, але не охоплює всієї різноманітності водних екосистем, що є істотним недоліком методу. Індекс органічного забруднення по спільноті діатомових - DAIpo - змінюється від 0 до 100 і виявляє високий ступінь кореляції з багатьма фізико-хімічними показниками вод. Особливо чітко простежується зв'язок DAIpo з електропровідністю.

Об'єднання різних параметрів якості води, як физикохимических, так і біологічних, включаючи біоіндикаціоні і співвіднесення індексів Пантле-Бука і Ватанабе представляють собою оригінальну розробку. Зіставлення індексів Пантле-Бука і індексів Ватанабе на цей момент видається не тільки необхідним, але і вельми продуктивним. Метод Пантле-Бука, застосовуваний протягом багатьох років, дає велику кількість інформації за оцінкою органічного забруднення водойм і водотоків, причому в просторово-часовому вигляді. Добре відпрацьовані в цій системі подання про самоочищення прикладені до конкретних типів водних об'єктів. Крім того, інтервали зміни індексів сапробності (5) співвіднесені з різними характеристиками води, як середовища існування гідробіонтів через класи якості вод, причому список параметрів відповідності фізико-хімічних і продукційних показників індексам сапробности може бути досить великим.

Метод, заснований на оцінці чисельності живих особин хлорели і динаміки її фітомаси, дає, в кінцевому рахунку, уявлення про вплив токсикантів на тривалість життя і плодючість тест-системи. Існує альгологіческая оцінка фітотоксичності гербіцидів (метод «паперових дисків»). Даний метод дозволяє оцінити інтенсивність росту біоіндикаторів Chlorella vulgaris в залежності від концентрацій токсиканту. За альгіцидними приймають концентрації речовини повністю пригнічують ріст водоростей на дисках.

Інший метод оцінки хімічних речовин заснований на ефекті сповільненій флюоресценції (ЗФ). Цей ефект проявляється у рослин при наявності сформованого фотосинтетичного апарату. Гербіциди (інгібітори фотосинтезу) здатні змінювати інтенсивність ЗФ. Під дією дуже низьких концентрацій гербіциду різко відзначено зниження ЗФ, що реєструється на спеціальній установці. Цим способом можна виявити наявність гербіцидів інгібіторів реакцій Хілла, проте в разі інших пестицидів метод малоефективний.

Багато методи біологічного тестування засновані, на візуальних оцінках. Вельми придатні для цієї мети зелені і діатомові водорості. Під дією токсикантів спочатку зелена маса водорості змінює колір - стає густо-коричневого або навпаки, знебарвлюється. Деякі токсиканти не викликають помітних змін забарвлення, однак водорості втрачають тургор і легко пошкоджуються. Існують досить надійні способи кількісної реєстрації впливу забруднювачів, наприклад, плазмоліз. Для визначення кількості загиблих клітин користуються методом вітального фарбування. Живі клітини сильно обмежують проникнення в протоплазму органічних речовин, і будучи поміщеними в розчин ряду барвників, практично не фарбуються. В мертві клітини фарба проникає вільно, завдяки чому наявність загиблих клітин легко піддається обліку.

Система тестів, які фіксують зміни будь-яких функцій організму, заснована на швидкості руху протоплазми, яка у багатьох клітин здатна здійснювати кругові рухи (ціклозіс). Реакція уповільнення або зупинки протоплазми найкраще помітна на рослинах з подовженими клітинами, такими як харовиє водорості ( Charophyta ), дюнамілла ( Dunamilla ) і елодея ( Elodea ). Присутність свинцю в середовищі, наприклад, впливає на швидкість руху протоплазми, починаючи з концентрації 0,5 мг / мл.

Для тестування грунту, забрудненого ТМ використовують тест обліку біологічного різноманіття водоростей на одиницю площі. При найменшому забрудненні грунту, першими з водоростевих угруповань «вибиваються» зелені водорості.

Жовто-зелені водорості, особливо одноклітинні, є показниками чистоти і здоров'я грунту. Їх зникнення стає сигналом на забруднення. Однак, ґрунтові водорості, як індикатори, мають обмеження: часто збіднення структури альгопедоценоза вказує на ступінь загального забруднення, без диф- ференціровкі окремих контамінантів.

Слід помститися, що водорості нс можуть бути індикаторами фекального і важкого органічного забруднення, вони мають також слабкою чутливістю до важких металів і пестицидів. У ряді випадків биоиндикация з водоростей ускладнюється їх недостатньою таксономической вивченістю, а також складністю розрізнення живих і мертвих клітин (Воденічаров, 1985; Водсніча- рів, Киряков, 1986). Останнім часом труднощі обробки проб, обумовлені стомлюючої підрахунку числа клітин, певною мерс зменшуються завдяки використанню методів автоматичного підрахунку загальної чисельності (Керівництво по гідробіологічних ..., 1992).

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >